串联电抗器在电力系统中并联补偿电容器组配套使用以抑制合闸涌流和吸收谐波电流。电抗器在运行中因绕组电阻损耗和铁芯磁滞损耗产生热量导致温度升高。电抗器温度过高时绕组绝缘加速老化严重时发生匝间短路或绝缘烧毁事故。对于运行中温度异常升高的电抗器需要及时排查原因以避免设备损坏扩大。
一、串联电抗器温升的原因
1.1 谐波电流引起的附加损耗
串联电抗器与电容器组串联后构成LC滤波回路。电网中的谐波电压在LC回路中产生的谐波电流叠加在基波电流上使流过电抗器的电流有效值和谐波成分显著增加。电抗器的绕组电阻损耗和铁芯涡流损耗与电流有效值的平方成正比。谐波含量较大的场所电抗器因谐波电流产生的附加发热量可能明显超过基波电流发热量造成电抗器本体温度升高。
1.2 匝间绝缘短路
电抗器绕组匝间绝缘因制造缺陷或长期运行中的热老化出现局部短路时短路的匝间在交变磁场感应下形成环流产生强烈的局部发热。匝间短路点的温度在短时间内急剧上升严重时导致绕组绝缘烧毁。电抗器出现匝间短路时表面温度分布不均匀局部热点温度明显高于绕组其他部位。
1.3 通风散热条件恶化
干式空心电抗器依靠空气自然对流散热。电抗器室通风不畅或电抗器周围堆有杂物时散热气流受阻热量积聚。电抗器底部进风间隙被堵塞或电抗器之间安装间距过小导致气流不畅时绕组温度持续上升在夏季高温时段这一散热矛盾更为突出。
二、电抗器测温的安装位置
2.1 绕组表面温度
在电抗器绕组的上部和中部分别安装光纤温度传感器探头监测绕组沿轴向的温度分布。绕组顶部热空气聚集温度通常最高。绕组上下部的温差可以反映电抗器的散热效果。探头直接绑扎在绕组表面的绝缘层上光纤沿电抗器支架引出。
2.2 铁芯和夹件温度
铁芯电抗器的铁芯柱和夹件处也是发热集中部位。在铁芯表面和夹件螺栓处安装光纤探头监测铁芯温度变化。铁芯温度异常升高时提示铁芯可能存在片间短路或多点接地故障。
三、电抗器光纤测温方案的特点
3.1 探头全绝缘安装便捷
荧光光纤温度传感器探头为全绝缘材料可直接固定在电抗器绕组表面。光纤不导电不会因电抗器周围强磁场感应而产生感应电压和环流。探头安装时不需要考虑绝缘配合问题安装过程简便。
3.2 信号不受电磁干扰
电抗器周围存在较强的交变磁场。光纤传输的光信号不受磁场影响在电抗器运行时温度数据稳定可靠。电抗器投入和切除操作产生的暂态电磁过程也不会对光纤测温系统产生影响。
四、常见问题
串联电抗器温度在什么范围内属于正常？
干式电抗器绕组温度在额定电流和环境温度40℃条件下通常不超过80℃至100℃具体限值以电抗器技术文件为准。当运行温度超过100℃时应检查谐波电流含量和通风散热条件是否发生了变化。
电抗器温度异常升高时应该首先检查哪些项目？
首先检查流经电抗器的电流有效值和谐波含量与历史数据对比判断谐波电流是否异常增大。然后检查电抗器室通风条件确认风机运行正常进出风口无堵塞。最后进行红外热成像检查绕组表面是否存在局部热点判断是否有匝间短路的可能性。
电抗器测温能否与电容器组测温统一组网？
可以。电抗器和电容器组的测温探头通过光纤接入同一台多通道测温主机将电抗器绕组温度电容器外壳温度和环境温度数据统一上传至变电站监控后台合并组网管理可以节省通讯网络资源和后台数据处理资源。
五、产品与厂家信息
福州华光天锐光电科技有限公司的荧光光纤测温产品适用于干式电抗器和铁芯电抗器的绕组温度监测。探头的绝缘无电特征使其可在电抗器周围强磁场环境下实现稳定的温度数据采集。选型时建议结合电抗器类型和安装空间综合评估以厂家最新技术方案为准。